生物微球：让药品“随身携带”防伪码

①在“码上经济”大行其道的今天，打开手机扫一扫已成为许多人的习惯，条形码、二维条形码也成为许多商品防伪溯源的手段。但在条形码、二维码的制备过程中，不可避免地要使用到化学光引发剂、交联剂、表面活性剂或其他未经国家市场监督管理总局批准的聚合物，考虑到安全问题，这些条形码不能直接印制在商品表面，印刷在包装盒上又不能很好地起到防伪的作用，同时依然存在化学聚合物污染的可能。

②近日，南京林业大学黄超伯教授团队与美国哈佛大学医学院科学家合作，使用天然褐藻提取物海藻酸钠，创新地设计出一种“微球条形码”。它可以让食品、药物等实现无污染、安全、绿色的防伪扫码。“它可以用很多种生物基聚合物材料制备，目前我们使用的是海藻酸钠，这是一种生物可相容、环境友好的聚合物，可以直接用在药物片剂的表面或疫苗玻璃瓶中。”黄超伯说。

③据介绍，海藻酸钠是一种天然多糖，大多是由海藻酸的钠盐组成，可以从天然褐藻中提取出来。十九世纪末，科学家首次提取出了海藻酸钠并对其进行研究；到了上个世纪三十年代，海藻酸钠在美国被应用于工业生产当中。人类从几百年前就将海藻酸钠当作食物了，1983年，美国食品和药物管理局正式允许把海藻酸钠添加到食品当中。海藻酸钠不仅可以作为食品添加剂，改善食品色、香、味等品质，还具有保健功能，可以降低血压、血脂，改善肠胃功能，防止便秘。现如今，海藻酸钠以其良好的生物降解性和生物相容性，被广泛应用于化学、生物、医药、食品等领域。

④用天然褐藻提取物制作的微球，直径仅有几百微米，却是一个神奇的“条形码”，暗藏上亿种编码组合。它由10个腔室组成。科研人员通过微流控技术和微加工手段，在微球的制备过程中可以精确地控制多面异向微球每个腔室的组成。每个腔室相连，就构成了一个类似橘瓣的形状，利用红、绿、蓝三基色可构建出肉眼能识别的7种荧光编码的原理，用含有这3种不同荧光纳米粒子的预凝胶溶液可程序化地调整10面微球每个腔室的颜色。理论上，这种“微球条形码”有数以亿计种可能的信息组合，如果提高腔室的数量，组合可以几何级倍增。

⑤目前，基于各种新技术的“微型条形码”已经在信息存储、检测和防伪等领城中发挥良好作用。那么，这种新颖的生物“微球条形码”能用手机扫一扫吗？答案是否定的。这种防伪技术是给监管机构用来检测的，不是供普通消费者用的。监管机构利用荧光显微镜就可以读取编码信息，再把所得编码信息输入到厂家的数据库，进行自动比对得出产品真假、生产日期、生产厂家等信息。这也决定了它安全性能更高，不易被仿造。

⑥常用的一维条形码和二维条形码是基于计算机图像识别技术发展而来，目前大多是印刷在物品表面，一旦受到污染损毁就难以读取。而生物“微球条形码”是融入药物或食品中，不易受损。

⑦同时，制备微球的全过程都没有有机溶剂的参与，其有良好的生物相容性，进一步增加了“微球条形码”在食品、药物行业中应用的可行性。

（选自《科技日报》2020.5.22，有删改）

（链接材料一）

条形码其实是统称，泛指一维码和二维码。商品上的一维码用于表示零售商品、非零售商品、物流单元、参与方位置等代码的条码标识。一维码只在一个维度上表达信息，也就是横向这个维度。数据容量只有30个字符左右，大部分码制只能包含字母和数字，个别码制可以包含其他可见字符。尺寸相对较大（空间利用率较低），遭到损坏后不能阅读。具体地说，一维码是由一组规则排列的条、空组合及其对应的供人识别字符组成的标记。一维码一般分为4个部分，按3—5—4—1分，第一部分代表国家，第二部分代表生产厂商，第三部分代表厂内商品代码，第四部分是效验码。以条形码69398300013为例，此一维码分为4个部分，从左到右分别为：

1—3位：共3位，对应该条码的693，是中国的国家代码之一。（690—699都是中国的代码，由国际上分配）；

4—8位：共5位，对应该条码的69838，代表着生产厂商代码，由厂商申请，国家分配；

9—12位：共4位，对应该条码的0001，代表着厂内商品代码，由厂商自行确定；

第13位：共1位，对应该条码的3，是校验码，依据一定的算法（一般使用条码软件，由软件系统自动弹出最后一位校验码），由前面12位数字计算而得到。

（选自搜狗百科）

（链接材料二）

二维码，又称二维条码，是指在横向和纵向两个维度都表达信息的条码。设备扫描二维条码，通过识别条码的长度和宽度中所记载的二进制数据，可获取其中所包含的信息。相比一维条码，二维码记载更复杂的数据，比如图片、网络链接等。它是用某种特定的几何图形按一定规律，在平面（二维方向上）分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的，不需要连接一个数据库，本身可存储大量数据，应用于：医院、驾驶证、物料管理、货物运输，当条形码受一定破坏时，错误纠正能使条形码能正确解码二维码。它是一个多行、连续性、可变长、包含大量数据的符号标识。每个条形码有3—90行，每一行有一个起始部分、数据部分、终止部分。它的字符集包括所有128个字符，最大数据含量是1850个字符。

（选自新浪博客）